Мобильная трубопроводная система на основе полиуретановых плоскосворачиваемых рукавов. Теория и практика
Ю. О. АРТЮХОВ – руководитель коммерческих проектов ООО «БАЛТИКФЛЕКС»
Мобильная трубопроводная система (описание, история происхождения, справка по областям применения)
Мобильные трубопроводные системы на основе плоскосворачиваемых рукавов (МТС) – это инновационное решение проблемы прокладки временных трубопроводных линий для перекачки сырой и товарной нефти, нефтепродуктов, растворов кислот и щелочей, воды, а также ряда других жидких и сыпучих сред. По сути, МТС – это российская разработка. Непосредственно сам метод экструзии был изобретен и запатентован в 90-е годы в России, однако патент не был оплачен, и разработка стала свободной для всего мира.
Сейчас все больше и больше ведущих мировых нефтегазодобывающих организаций начинают внедрять МТС в свою эксплуатационную деятельность. Это обусловлено в первую очередь тем, что комплекс из плоскосворачиваемых рукавов – не просто гибкий трубопровод для перекачки жидкости из пункта «А» в пункт «Б», а полноценное инженерно-техническое решение, которое включает в себя целый комплекс оборудования различного назначения, начиная от сматывающих систем различных типов и заканчивая запорно-регулирующей арматурой.
Помимо этого, производители МТС берут на себя всю научную и конструкторскую разработку, исходя из требований и потребностей заказчика, осуществляют шефмонтаж и пуско-наладку на месте проведения работ.
Чем же вызван все возрастающий ажиотаж на подобного вида оборудование и какие преимущества он несет для потенциальных пользователей?
С помощью мобильной трубопроводной системы нефтегазодобывающие организации, в первую очередь, могут решать следующие задачи:
1. Организация байпасных линий любой протяженности.
Фото 1. Осмотр мобильного трубопровода
Исходя из опыта эксплуатирующих нефтяные месторождения организаций, потребность в строительстве байпасной линии при ремонте нефтесборных, технологических магистралей, возникает примерно раз–два в месяц.
В ряде случаев строительство стальной байпасной линии не представляется возможным, либо влечет за собой достаточно серьезные временные и финансовые издержки; а если рассматривать ситуацию с остановкой добывающего фонда для проведения ремонтных работ, то это может отразиться в снижении уровня добычи по предприятию, ухудшению нефтеотдачи пласта и иных последствиях.
2. Ввод скважин в эксплуатацию до строительства основной трубопроводной линии.
Фото 2. Ввод скважины в эксплуатацию при помощи мобильной трубопроводной системы
Нефтегазодобывающие организации непрерывно ведут геолого-разведывательные изыскания с целью нахождения новых нефтяных месторождений.
В большинстве случаев, это отдаленные районы Сибири с заболоченной труднопроходимой местностью, где единственным способом передвижения являются вертолетная техника и болотоходы.
Бурение и ввод скважин в эксплуатацию в таких условиях – дорогостоящая процедура. Более того, зачастую требуется подвести всю необходимую трубопроводную инфраструктуру еще до начала добычи нефти.
Всегда существует риск того, что скважина полностью обводнится спустя непродолжительное время эксплуатации, или ее дебет окажется неподтвержденным, что вкупе с уже подведенной инфраструктурой, делает мероприятие убыточным.
Именно поэтому, МТС в подобном случае, может являться незаменимым решением для ввода скважины в эксплуатацию до строительства стальной трубопроводной линии, так как прокладка мобильного трубопровода даже на многокилометровые расстояния в условиях почвы с низконесущей способностью, пересеченной местности может занимать считанные дни.
Кроме того, у нефтедобывающей организации появляется возможность начать добычу нефти непосредственно после заканчивания скважины, что позволяет на порядок сократить финансовые и временные издержки, затраченные при бурении и вводе в эксплуатацию.
В случае же обводнения скважины и ее дальнейшего перевода в ППД, МТС может быть применена для решения иных технико-эксплуатационных задач.
3. Организация временных трубопроводов различного назначения для увеличения нефтеотдачи пласта, опрессовки, увеличения давления в трубопроводе.
В условиях нефтедобычи, когда добываемый флюид является трудно извлекаемым, одной из технологий увеличения нефтеотдачи является закачка пара в пласт.
Для этого на многих предприятиях применяются мобильные парогенераторные установки, для функционирования которых требуется подача пресной воды, точка забора которой может быть удалена на несколько километров.
Прокладка стального трубопровода в таких ситуациях, при учете того фактора, что парогенераторная установка через определенное время может поменять место своей дислокации, в большинстве случаев будет являться серьезным препятствием для эксплуатирующей организации.
Вариант с применением МТС будет являться оптимальным решением, поскольку прокладка гибкого трубопровода займет на порядок меньше времени по сравнению со стальной трубой или иными аналоговыми решениями.
Для наглядности, имеет смысл рассмотреть реальный опыт эксплуатации мобильной трубопроводной системы на примере ведущих российских нефтегазодобывающих организаций, а также понять, какие задачи система позволила решить, и какой положительный итог извлекли для себя эксплуатирующие организации.
Реальный опыт эксплуатации (решение задач нефтедобывающей отрасли, итоги внедрения)
В 2013 г. у компании ПАО «ЛУКОЙЛ» на месторождении «Рассветное» стояла задача по ремонту нефтесборного трубопровода, который пролегал от скважины к АГЗУ протяженностью 160 м.
Для проведения ремонтных работ применялась мобильная трубопроводная система, в комплекс которой входили плоскосворачиваемые рукава Ду150 Ру40 в комплекте с быстроразъемными соединениями типа СРТ, намоточное устройство для размотки и транспортировки системы, а также различное вспомогательное оборудование для обеспечения автономной работы МТС.
Данное техническое решение привлекло компанию «ЛУКОЙЛ» возможностью сократить финансовые и временные издержки, которые неминуемо возникают при прокладке стальной байпасной линии.
Также Компания хотела на практике проверить оперативность прокладки гибкой байпасной линии и сравнить полученные результаты с опытом монтажа временного стального байпаса.
По итогам, прокладка мобильного трубопровода заняла около 1 часа 10 мин., монтаж и сварка стального байпаса, исходя из практики, занимал около суток. «ЛУКОЙЛУ», помимо подтверждения заявленной скорости размотки мобильной трубопроводной системы, было важно понять надежность используемого оборудования, проверить его стойкость к воздействию отрицательных температур, ультрафиолета и иных внешних факторов.
Кроме того, перекачиваемый флюид обладал повышенным газовым фактором и наличием достаточно агрессивных примесей в добываемой нефтегазоводяной эмульсии.
Мобильная трубопроводная система, в рамках опытно-производственных испытаний, непрерывно проработала около 6 мес. Высокой оценкой ее эксплуатационных характеристик со стороны ПАО «ЛУКОЙЛ» является положительное заключение по программе испытаний, а также дальнейшее желание использовать подобные инновационные решения.
Ярким, интересным и наглядным примером внедрения и эксплуатации мобильной трубопроводной системы является Новопортовское месторождение на полуострове Ямал, разрабатываемое компанией ПАО «Газпромнефть».
Это была первая в истории зимняя погрузка нефти по временной схеме на Ямале. Данное событие достаточно широко освещалось в СМИ.
Перед эксплуатирующей организацией стояла задача обеспечить бесперебойную погрузку нефти на танкеры в летний и зимний периоды до ввода в эксплуатацию круглогодичного нефтеналивного терминала.
Было принято решение применить мобильную трубопроводную систему на основе плоскосворачиваемых рукавов: общая протяженность гибкой трубопроводной линии Ду 150 Ру 40 составила 5100 м в зимний период и около 3000 м в летний.
Сложность выполнения данной задачи также состояла в том, что нельзя было допускать падения температуры перекачиваемого флюида ниже +24оС во избежание выпадения твердого парафина.
Временную трубопроводную, на период зимней эксплуатации, обернули специальным утеплителем, который позволял на порядок сократить теплопотери и снижение температуры транспортируемого продукта.
До внедрения мобильной трубопроводной системы единственным путем транспортировки нефти были зимники.
Однако, по причине тяжелых транспортных условия и короткий период автомобильного сообщения, не удавалось выйти на плановые сезонные показатели вывоза товарной нефти.
Благодаря внедрению МТС плановые показатели были перевыполнены примерно в два раза, на порядок сократились финансовые издержки.
Более того, товарная нефть, которая грузилась в морские танкеры, отправлялась напрямую европейским потребителям в порт Роттердама.
Мобильная трубопроводная система беспрерывно проработала с осени 2014 г. по май 2016 г., также схема временной погрузки прошла все необходимые согласования с органами Технического и Экологического надзора РФ.
Как уже говорилось выше, перед эксплуатирующими организациями могут стоять совершенно разные нестандартные задачи по организации временных трубопроводных линий.
Для компании АО «Зарубежнефть» такая ситуационная задача возникла на острове Куба, где для увеличения нефтеотдачи пласта было принято решение использовать мобильную парогенераторную установку, которую планировалось передислоцировать с пласта на пласт в течение 5-6 мес.
Для функционирования установки требовалось подавать пресную воду от ближайшей точки забора воды, удаленность которой могла составлять до 5000 м. Строительство стальной байпасной линии влекло бы за собой серьезные финансовые затраты. Кроме того, стоит принимать во внимание тот факт, что договориться с местными органами управления достаточно затруднительно, а в большинстве случаев, практически невозможно.
Учитывая совокупность всех перечисленных факторов, эксплуатирующая организация приняла решение о применение трубопроводной системы на основе плоскосворачиваемых рукавов.
Общая протяженность гибкого трубопровода Ду 100 Ру 16 составила около 3500 м. Для размотки, хранения и транспортировки было применено запатентованное затягивающее устройство контейнерного типа, что обеспечило скорость прокладки до 10 км/ч.
Фото 3. Мобильная трубопроводная система в тропических условиях
Таким образом, монтаж участка протяженностью более 3 км составил примерно 8 часов (необходимо также добавить, что прокладка осложнялась наличием порядка 7 переходов под дорогой).
МТС и по сей день работает на месторождении Бока-де-Хорука в условиях жесткого воздействия ультрафиолета и непрерывной эксплуатации.
Вышеперечисленные ситуации являются лишь несколькими примерами из опыта эксплуатации мобильной трубопроводной системы на основе плоскосворачиваемых рукавов. Спектр ее применения многогранен и уникален.
К примеру, на Самотлорском месторождении, разрабатываемом компанией ПАО «НК «Роснефть», МТС использовалась для увеличения давления в трубопроводе, поскольку первоначального давления было недостаточно и внутри трубопровода застрял диагностический снаряд.
Даже на примере нескольких организаций можно с уверенностью сказать, что комплекс полностью отвечает повышенным требованиям нефтедобычи и уже после однократного применения можно оценить экономическую целесообразность внедрения и полезность дальнейшей эксплуатации.
Описание основных параметров и характеристик системы
Мобильные трубопроводные системы из плоскосворачиваемых рукавов обладают рядом технических характеристик и свойств, подробнее остановимся на самых основных.
Рукав изготавливается методом экструзии термопластичного полиуретана через текстильный каркас, в процессе которого все пространство между полиэстеровыми нитями заполняется полиуретаном и образуется цельная стенка рукава, содержащая в себе текстильный каркас.
Сам текстильный каркас представляет собой бесшовную трубчатую конструкцию и изготавливается на кругловязальных машинах. Для снятия статического напряжения при перекачивании нефтегазоводяной эмульсии или иной нефтесодержащей жидкости в силовой каркас рукава вплетены медные антистатические провода.
Спектр диаметров плоскосворачиваемого рукава представлен от 50 мм до 400 мм. Рабочие давления ранжируются от 1 МПа до 10 Мпа. Стоит обратить внимание, что чем больше диаметр плоскосворачиваемого рукава, тем меньшее рабочее давление он способен выдержать. Запас прочности для каждого типоразмера в независимости от рабочего давления составляет коэффициент 2:1.
Мобильная трубопроводная система может эксплуатироваться в различных климатических условиях от −60° до +80°С, что подтверждено достаточно широкой географией применения от Арктики до Тропиков.
Фото 4. Прокладка мобильного трубопровода по болоту
Срок службы плоскосворачиваемого полиуретанового рукава более 10 лет, при этом назначенный ресурс – 3000 циклов. Один цикл подразумевает под собой процесс монтажа, транспортировки продукта, демонтаж.
Стенки рукава, изготовленные из термопластичного полиуретана, не подвержены отложениям, химически не активны, устойчивы к таким агрессивным средам как сера, растворы щелочей, кислот.
При подаче рабочего давления, рукав увеличивается в диаметре примерно на 5-7%, что в совокупности с гладкой поверхностью стенки, обеспечивает высокую пропускную способность, которая на порядок выше, чем у стального трубопровода аналогичного диаметра.
Полиуретановые рукава могут комплектоваться различным спектром соединительных элементов, оптимальными и наиболее применяемыми являются быстроразъемные соединения типа «СРТ», которые обеспечивают полную герметичность соединительного стыка и способны выдержать высокое давление.
В комплекс входят различные системы смотки, хранения и транспортирования гибких рукавов, вспомогательное оборудование, весь спектр запорно-регулирующей арматуры, комплекты ЗИП и иные элементы, которые гарантируют автономную работу системы в полевых условиях.
Фото 5. Подключение мобильного трубопровода к АГЗУ
Все оборудование обладает необходимой разрешительной документацией для работы на опасных производственных объектах, часть элементов системы запатентована.
Иные отрасли, применяющие МТС в РФ и мире
Помимо нефтегазодобывающей отрасли, МТС применяются в горнодобывающей и сельскохозяйственной промышленности, ЖКХ, военно-промышленном комплексе и во многих других сферах, где есть потребность в применении мобильных трубопроводных решений.
Хочется отметить возрастающий интерес со стороны нефтедобывающих организаций к продукции данного типа, и все большее ее тиражирование на территории Российской Федерации.
Таким образом, мобильная трубопроводная система на основе плоскосворачиваемых рукавов может служить инструментом для решения как повседневных, так и нестандартных задач нефтегазодобывающей отрасли; ее работоспособность и надежность подтверждается опытом эксплуатации в различных организациях.
ООО «БАЛТИКФЛЕКС»
www.balticflex.ru
